【评价原理】

斑马鱼的鳔从器官进化、组织结构以及生物学等多个层面都类似于哺乳动物的肺泡。我们与浙江大学公共卫生学院从事慢阻肺研究的团队合作，进行鱼鳔损伤模型与肺损伤相关性研究。我们发现细微颗粒、细菌、肿瘤细胞以及肺炎患者的灌洗液都会引起斑马鱼鳔损伤，产生严重的炎症反应，甚至导致斑马鱼鳔破裂。通过我们所做的机制方面的研究及实验证明，斑马鱼模型可以作为急性肺损伤研究的新模型，进而可以用于肺损伤治疗或者预防的有关药物的筛选。

（1）细菌性肺炎：注射给予LPS建立斑马鱼肺炎模型。LPS是脂质和多糖的复合物，来源于革兰氏阴性菌细胞壁的外膜，是内毒素的主要成分。接触一定量的LPS会引起机体支气管炎、肺炎、肝炎及脂多糖血症。

（2）病毒性肺炎：注射给予聚肌胞——poly（i:c）建立斑马鱼肺炎模型。poly（i:c）的双链RNA结构非常类似于病毒或病毒复制过程中形成的双链RNA，所以poly（i:c）类似某些病毒，具有很强的干扰素诱生作用。

通过使用转基因中性粒细胞绿色荧光斑马鱼，在荧光显微镜下可以直接观察斑马鱼中性粒细胞，使用实时荧光定量PCR仪可获得基因表达水平，通过制作组织病理切片观察斑马鱼鱼鳔部位的病理结构变化。

【实验方案】

（1）我们将受测试斑马鱼分成三组，分别是正常对照组、模型对照组和抗肺炎药物组。其中，模型对照组与抗肺炎药物都注射了等量的LPS建立肺炎模型。抗肺炎药物在注射了LPS的同时摄入吲哚美辛之类的抗肺炎药物。

（2）我们将受测试斑马鱼分成三组，分别是正常对照组、模型对照组和抗肺炎药物组。其中，模型对照组与抗肺炎药物都注射了等量的聚肌胞——poly（i:c）建立肺炎模型。抗肺炎药物在注射了poly（i:c）的同时摄入吲哚美辛之类的抗肺炎药物。

服用一段时间抗肺炎药物后，我们在荧光显微镜下拍摄斑马鱼中性粒细胞，用实时荧光定量PCR仪检测TNF-α、IL-1β值，同时制作成病理切片观察鱼鳔部位的病理结构变化。

【结果展示】

图1. 斑马鱼中性粒表型图

黄色虚线区域为鱼鳔，绿色荧光颗粒为中性粒细胞

可以看到，服用抗肺炎药物组斑马鱼鱼鳔位置处的中性粒细胞与正常对照组相似，未出现模型对照组中性粒细胞明显增多的情况。

图2. TNF-α、IL-1β基因表达水平

与模型对照组比较，***p < 0.001

可以看到，服用抗肺炎药物组斑马鱼的炎症基因表达水平与正常对照组较为接近，未出现模型对照组炎症基因的表达水平明显升高的情况。

图3. 鱼鳔部位病理切片

从病理切片中也能看出来，服用抗肺炎药物组斑马鱼鱼鳔病理结构与正常对照组相似，未出现模型对照组渗入的中性粒细胞数的情况。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用抗肺炎药物在中性粒细胞、炎症基因表达和病理结构均与正常对照组相似，未出现模型对照组的中性粒细胞数显著增加炎症基因表达水平明显升高和病理出现中性粒细胞渗出的情况。

2.本实验证实了吲哚美辛具有显著的防治肺炎作用。

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【评价原理】

由于硬骨鱼和人类在骨骼发育过程中的基因、信号通路有高度同源性，而且与其他的动物模型相比，斑马鱼具有个体小适合高通量化学筛选、幼鱼身体透明易于观察骨骼发育的特点，所以近年来以斑马鱼为模型的骨骼研究逐渐成为这一领域的热点。斑马鱼从前向后的脊椎发育过程是非连续的，而是分成两个不同的区域：前域（包括前3块椎骨）和后域（包括第4-31块椎骨）。将斑马鱼脊椎骨钙化过程分成两个不同区域是基于第2和第3椎骨的出现晚于第4椎骨。我们利用斑马鱼骨骼发育的规律，摄入生长发育促进剂的斑马鱼脊椎骨发育会加快。

脊椎骨染色应用与钙特异性结合的荧光染料（呈绿色），经荧光显微镜观察脊椎骨的数量。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成两组，分别是正常对照组和服用生长发育促进剂组（维生素D3、碳酸钙之类的生长发育促进剂通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内）。

服用一段时间生长发育促进剂后，我们对斑马鱼做骨骼特异性荧光染色，观察斑马鱼脊椎骨的发育情况。

【结果展示】

图1. 斑马鱼脊椎骨荧光图

黄色虚线区域为定量的脊椎骨

可以看到，服用生长发育促进剂的脊椎骨数量明显比正常对照组增多。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用生长发育促进剂的斑马鱼脊椎骨数量比正常对照组增多。

2.本实验证实了维生素D3、碳酸钙具有明显促进生长发育功效。

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【评价原理】

Wnt是一种分泌的糖蛋白，发育调控的的wnt基因编码分泌的糖基化蛋白质，作用于细胞表面，大多数的wnt基因在机体伤口修复和再生需要组成受伤组织的各种细胞类型之间做协调。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分为体轴发育和断尾再生两种模型。

体轴发育评价分成两组，分别是正常对照组和服用Wnt信号通路抑制剂组（Wnt信号通路抑制剂LGK974通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内）。服用一段时间Wnt信号通路抑制剂后，对斑马鱼体轴长度进行测量，观察体轴长度的变化。

断尾再生评价分成三组，分别是正常对照组、模型对照组和服用Wnt信号通路抑制剂组（Wnt信号通路抑制剂LGK974通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内）。服用一段时间Wnt信号通路抑制剂后，对斑马鱼尾鳍面积进行测量，观察尾鳍再生的变化。

【结果展示】

图1. 斑马鱼体轴发育表型图

黑色箭头所指为缺失的尾鳍

可以看到，服用Wnt信号通路抑制剂组的体轴长度较正常对照组明显变短。 

图2. 斑马鱼尾鳍再生表型图

红色区域为向尾鳍再生部位

可以看到，服用Wnt信号通路抑制剂组的斑马鱼尾鳍再生面积相比模型对照组明显变小。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用Wnt信号通路抑制剂的体轴长度和尾鳍再生面积均小于正常对照组。

2.本实验证实了LGK974具有体轴发育和组织再生抑制作用，作用机制与抑制wnt信号通路相关。

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【评价原理】

帕金森病是一种影响运动能力的退行性神经系统疾病，一般认为与黑质纹状体的多巴胺能通路破坏有关。中脑黑质多巴胺能神经元大量死亡可导致多巴胺减少，不能正常传递运动信号，乙酰胆碱功能也相对增强，导致帕金森患者出现静止性震颤和肌肉僵直等典型的运动症状。斑马鱼由于体积小、胚胎和早期幼鱼透明、神经系统在胚胎发育4天时就已发育成熟，在胚胎时期就能观察到完整的中枢神经系统。斑马鱼胚胎透明，能观察到多巴胺长投射纤维在脑和脊髓的分布，对帕金森病的发病机制研究有重要作用。6-OHDA是一种能有效导致多巴胺神经元变性的神经毒剂，广泛用于动物帕金森模型。诺米芬辛是4一氢异喹啉衍化的三环类化合物，它抑制多巴胺及NA的摄取，主要是通过抑制多巴胺转运体对生物体起作用。

经过行为学分析仪，患有帕金森病的斑马鱼的运动距离明显减少；经过免疫组化染色，患有帕金森病的斑马鱼多巴胺神经元面积明显减少。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成三组，分别是正常对照组、模型对照组和服用帕金森病治疗药物组。其中正常对照组未经任何处理，模型对照组与阳性对照组都摄入了等量的6-OHDA（6-OHDA通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内）。帕金森病治疗药物组在摄入6-OHDA的同时摄入诺米芬新之类的帕金森治疗药物。

服用一段时间帕金森治疗药物后，我们用行为学分析仪测定斑马鱼的运动总距离，并对斑马鱼体内多巴胺神经元进行免疫组化染色，分析多巴胺神经元面积变化。

【结果展示】

图1. 各实验组斑马鱼运动总运动距离

与模型对照组比较，*p< 0.05

可以看到，模型对照组斑马鱼的运动总距离与正常对照组相比明显减少，帕金森病治疗药物组的运动总距离与正常对照组较相似，没有明显的减少。

图2. 帕金森病多巴胺神经元免疫组化染色

黄色区域为定量区域

可以看到，模型对照组的多巴胺神经元面积与正常对照组相比明显减小，帕金森病治疗药物组的多巴胺神经元面积与正常对照组比较相似，没有明显的减小。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用帕金森病治疗药物组的运动总距离、多巴胺神经元面积与正常对照组相似，并未出现模型对照组运动总距离明显减少和多巴胺神经元面积明显减小的情况。

2.本实验证实了诺米芬新具有防治帕金森病的作用。

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【评价原理】

斑马鱼的听觉外侧系统由内耳和侧线两个关键的感觉结构组成，斑马鱼具有典型的内耳结构，内耳的毛细胞和侧线的毛细胞在结构功能及分子水平上与哺乳动物的内耳毛细胞非常相似，包括对耳毒性药物的相似反应。

经过特异性荧光染色（呈绿色），听力损伤的斑马鱼比正常斑马鱼毛细胞明显减少或缺失（荧光减弱或者消失）。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成两组，分别是正常对照和服用/注射供试品组（供试品通过溶解到养鱼用水中或注射的方式摄入到斑马鱼体内）。

服用/注射药物一段时间后，我们对斑马鱼整体做毛细胞特异性染色，观察毛细胞的变化。

【结果展示】

图1. 斑马鱼毛细胞表型图

绿色荧光颗粒为毛细胞

可以看到，服用/注射供试品组斑马鱼毛细胞减少。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用/注射供试品组的斑马鱼毛细胞明显减少，与正常对照组存在明显的差别。

2.本实验证实了该供试品对斑马鱼有听毒性。

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【评价原理】

半数致死浓度（LC50）是指在动物急性毒性实验中，使受试动物半数死亡的毒性浓度。在比较各种污染物的毒性，不同种或不同发育阶段的动物对污染物的敏感性以及环境因素对毒性影响等方面的研究中，都以LC50为依据。常规急性毒性实验常采用啮齿类和非啮齿类动物进行，能较准确地反映药物的安全性，但实验周期一般较长，药物用量较大。用斑马鱼胚胎检验药物急性毒性，具有体积小，成本低，易于饲养，重复性好，便于观察，繁殖周期短，繁殖频率高，给药方式简单等诸多优点，因此它是一种理想的试验模型，用以确定药物暴露在胚胎中的毒性效应，评价药物半数致死浓度。

根据实验终点斑马鱼的死亡率，通过使用OriginPro 8.0统计学软件，拟合半数致死浓度。

【实验方案】

我们将供试品设置一系列浓度，并设置一个正常对照组。同时设置3个生物学重复。药物通过溶解到养鱼用水中或灌胃的方式摄入到斑马鱼体内进行3天的暴露实验。

每天观察记录斑马鱼死亡情况，药物处理结束后，统计各实验组的斑马鱼致死率，使用OriginPro 8.0统计学软件绘制最佳的剂量效应曲线，并计算LC50。

【结果展示】

图1. 斑马鱼“浓度-死亡率”效应曲线

可以看到，利用OriginPro 8.0软件模拟得出药物LC50=8.0 μg/mL。

【评价结论】

1.根据药物“浓度-死亡率”的统计数据，利用OriginPro 8.0软件模拟得出药物的LC50=8.0 μg/mL。

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【评价原理】

毛蕊异黄酮，作为从黄芪中分离得到的异黄酮类成分已被证明了其具有促血管新生的活性，其表现为促进斑马鱼胚胎肠下血管增粗，诱导血管及血管之间的交联的形成。斑马鱼心血管系统在分子信号通路上与人和哺乳动物的同源性达到85%以上，近年来斑马鱼广泛地应用于心血管疾病研究领域。我们评价血管形成促进功效的指标为肠下血管面积。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成二组，分别是正常对照组和服用促血管形成剂组。其中正常对照组不做任何处理。服用促血管形成剂组加入毛蕊异黄酮之类的促血管形成剂。服用药物一段时间后在荧光显微镜下分析斑马鱼肠下血管面积。

【结果展示】

图1. 斑马鱼肠下血管面积表型图

黄色虚线区域为肠下分析区域

可以看到，服用促血管形成剂组的肠下血管面积与正常对照组比较明显变大。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用促血管形成剂组斑马鱼与正常对照组比较，肠下血管面积明显变大。

2.本实验证实了毛蕊异黄酮之类的药物具有显著的血管形成促进作用。

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【评价原理】

氨基糖苷类抗生素——新霉素会损伤人的内耳，影响内耳的听觉和位置感受等功能。斑马鱼具有典型的内耳结构，内耳的毛细胞在结构功能及分子水平上与哺乳动物的内耳毛细胞非常相似。在新霉素作用下也会出现听细胞损伤。

经过DASPEI特异性荧光染色（呈绿色），听力损伤的斑马鱼比正常斑马鱼毛细胞明显减少或缺失（荧光减弱或者消失）。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成三组，分别是正常对照组、模型对照组和服用听保护剂组。其中正常对照组未摄入新霉素，模型对照组与服用听保护剂组都摄入了等量的新霉素（新霉素通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内）。服用听保护剂组在摄入新霉素的同时摄入谷胱甘肽之类的听保护剂。

服用一段时间听保护剂后，我们对斑马鱼整体做毛细胞特异性染色，观察毛细胞的变化。

【结果展示】

图1. 斑马鱼毛细胞表型图

绿色荧光颗粒为毛细胞

可以看到，服用听保护剂组的毛细胞情况与未摄入新霉素的正常对照组比较相似，毛细胞损伤较轻。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用听保护剂组的毛细胞情况与未摄入新霉素的正常对照组相似，并未出现模型对照组的毛细胞缺失的情况。

2.本实验证实了谷胱甘肽具有显著的保护听力作用。

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【评价原理】

斑马鱼消化道的解剖结构和细胞结构与人类消化道相似，具有同心圆层的内上皮、结缔组织、环状肌肉和外纵肌层。三硝基苯磺酸（TNBS）的乙醇溶液造模法属于正常免疫系统下的半抗原诱导性模型，当TNBS的乙醇溶液灌肠时，乙醇作为有机溶剂溶解肠粘膜表面的黏液，暂时性破坏肠粘膜屏障，使TNBS和肠组织蛋白结合形成完全抗原，导致肠黏膜免疫系统针对该抗原的迟发性变态反应，并造成肠黏膜的损伤。杯状细胞是黏蛋白的主要来源，其数量和形态反应肠粘膜的健康状况，是肠粘膜异常的敏感指标。

由于斑马鱼通体透明的特点，有两种方法检测结肠炎的防治作用。1.观察肠腔面积的变化，2. 通过特异性染料（呈蓝色）对肠道的杯状细胞染色，通过观察杯状细胞数量来判断肠粘膜的损伤情况。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成三组，分别是正常对照组、模型对照组和抗结肠炎药物组。其中正常对照组未摄入TNBS，模型对照组与抗结肠炎药物组都加入了等量的TNBS（TNBS通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内）。抗结肠炎药物组在摄入TNBS的同时摄入泼尼松之类抗结肠炎药物。

服用一段时间抗结肠炎药物组后，我们观察斑马鱼的肠腔面积变化、杯状细胞数量。

【结果展示】

图1. 斑马鱼肠腔面积表型图

绿色虚线区域为斑马鱼肠腔

可以看到，服用抗结肠炎药物的肠腔面积与未加TNBS的正常对照组比较相似，没有明显的肠腔面积扩大。

图2. 斑马鱼肠道杯状细胞表图

红色框线区域内蓝色颗粒为杯状细胞

可以看到，服用抗结肠炎药物的肠道杯状细胞数量与未加TNBS的正常对照组比较相似，没有像模型组明显的杯状细胞减少情况。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用抗结肠炎药物的肠腔面积和杯状细胞数量与未加入TNBS的正常对照组相似，并未出现模型对照组的肠腔变大和杯状细胞减少的情况。

2.本实验证实了泼尼松具有结肠炎的防治作用。

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【评价原理】

斑马鱼为鲤科短担尼鱼属的小型硬骨鱼，1998年国际经济合作与发展组织将斑马鱼胚胎发育方法列入测定单一化学品毒性的标准方法。由于斑马鱼的基因与人类基因的相似度达到87％，近年来斑马鱼被广泛应用于人类疾病模型及药物筛选、毒理学与环境检测中，使其成为新型的脊椎模式生物。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成两组，分别是正常对照和服用/注射供试品组（供试品通过溶解到养鱼用水中或胚胎注射的方式摄入到斑马鱼体内）。

服用/注射药物一段时间后，我们对斑马鱼整体进行观察评价，观察斑马鱼心脏、脑部、耳、下颌、眼、肝脏、肠道、躯干/尾/脊索、肌肉/体节、鳍、体长、身体着色、循环系统、身体水肿和出血等毒性反应情况，统计毒性发生率。

【结果展示】

图1. 斑马鱼胚胎毒性表型图

可以看到，服用/注射供试品组的斑马鱼眼变小、心包水肿、肝脏变性、卵黄囊吸收延迟、胃肠道发育延迟。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验，服用/注射供试品组的组织器官产生明显的毒性表型，与正常对照组存在明显的差别。

2.本实验证实了该供试品对斑马鱼有胚胎毒性。

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